Tipi di bitmap

Una bitmap è una matrice di bit che specifica il colore di ogni pixel in una matrice rettangolare di pixel. Il numero di bit dedicati a un singolo pixel determina il numero di colori che possono essere assegnati a tale pixel. Ad esempio, se ogni pixel è rappresentato da 4 bit, un determinato pixel può essere assegnato uno di 16 colori diversi (2^4 = 16). La tabella seguente mostra alcuni esempi del numero di colori che possono essere assegnati a un pixel rappresentato da un determinato numero di bit.

Bit per pixel	Numero di colori che possono essere assegnati a un pixel
1	2^1 = 2
2	2^2 = 4
4	2^4 = 16
8	2^8 = 256
16	2^16 = 65,536
24	2^24 = 16, 777, 216

 

I file di disco che archiviano le bitmap in genere contengono uno o più blocchi di informazioni che archiviano informazioni, ad esempio il numero di bit per pixel, il numero di pixel in ogni riga e il numero di righe nella matrice. Tale file potrebbe anche contenere una tabella colori (talvolta denominata tavolozza colori). Una tabella colori esegue il mapping dei numeri nella bitmap a colori specifici. La figura seguente mostra un'immagine ingrandita insieme alla relativa tabella bitmap e colore. Ogni pixel è rappresentato da un numero a 4 bit, quindi sono presenti 2^4 = 16 colori nella tabella colori. Ogni colore della tabella è rappresentato da un numero a 24 bit: 8 bit per rosso, 8 bit per verde e 8 bit per blu. I numeri vengono visualizzati nel formato esadecimale (base 16): A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15.

Esaminare il pixel nella riga 3, colonna 5 dell'immagine. Il numero corrispondente nella bitmap è 1. La tabella dei colori indica che 1 rappresenta il colore rosso, quindi il pixel è rosso. Tutte le voci nella riga superiore della bitmap sono 3. La tabella dei colori indica che 3 rappresenta il blu, quindi tutti i pixel nella riga superiore dell'immagine sono blu.

Nota

Alcune bitmap vengono archiviate in formato inferiore; i numeri nella prima riga della bitmap corrispondono ai pixel nella riga inferiore dell'immagine.

 

Una bitmap che archivia gli indici in una tabella colori è denominata bitmap indicizzata dal tavolozza . Alcune bitmap non hanno bisogno di una tabella di colori. Ad esempio, se una bitmap usa 24 bit per pixel, tale bitmap può archiviare i colori stessi anziché indici in una tabella colori. La figura seguente mostra una bitmap che archivia i colori direttamente (24 bit per pixel) anziché usare una tabella colori. La figura mostra anche una visualizzazione ingrandita dell'immagine corrispondente. Nella bitmap FFFFFF rappresenta il bianco, FF0000 rappresenta il rosso, 00FF00 rappresenta il verde e 0000FF rappresenta il blu.

 

Formati di file grafici

Esistono molti formati standard per salvare le bitmap nei file. Windows GDI+ supporta i formati di file grafici descritti nei paragrafi seguenti.

Bitmap (BMP)

BMP è un formato standard usato da Windows per archiviare immagini indipendenti dal dispositivo e indipendenti dall'applicazione. Il numero di bit per pixel (1, 4, 8, 15, 24, 32 o 64) per un determinato file BMP viene specificato in un'intestazione di file. I file BMP con 24 bit per pixel sono comuni.

Graphics Interchange Format (GIF)

GIF è un formato comune per le immagini visualizzate nelle pagine Web. Le GIF funzionano bene per disegni a linee, immagini con blocchi di colore a tinta unita e immagini con limiti nitidi tra i colori. Le GIF vengono compresse, ma non vengono perse informazioni nel processo di compressione; un'immagine decompressa è esattamente la stessa dell'originale. Un colore in una GIF può essere designato come trasparente, in modo che l'immagine abbia il colore di sfondo di qualsiasi pagina Web che lo visualizza. Una sequenza di immagini GIF può essere archiviata in un singolo file per formare una GIF animata. Le GIF archiviano al massimo 8 bit per pixel, quindi sono limitati a 256 colori.

Joint Photographic Experts Group (JPEG)

JPEG è uno schema di compressione che funziona bene per le scene naturali, ad esempio le fotografie analizzate. Alcune informazioni vengono perse nel processo di compressione, ma spesso la perdita è impercettibile per l'occhio umano. Le immagini JPEG color archiviano 24 bit per pixel, quindi sono in grado di visualizzare più di 16 milioni di colori. Esiste anche un formato JPEG in scala di grigio che archivia 8 bit per pixel. I gruppi di sicurezza di rete non supportano la trasparenza o l'animazione.

Il livello di compressione nelle immagini JPEG è configurabile, ma i livelli di compressione più elevati (file più piccoli) comportano una maggiore perdita di informazioni. Un rapporto di compressione 20:1 spesso produce un'immagine che l'occhio umano trova difficile da distinguere dall'originale. La figura seguente mostra un'immagine BMP e due immagini JPEG compresse da tale immagine BMP. Il primo JPEG ha un rapporto di compressione di 4:1 e il secondo JPEG ha un rapporto di compressione di circa 8:1.

La compressione JPEG non funziona bene per i disegni di linea, i blocchi di colore a tinta unita e i limiti taglienti. La figura seguente mostra un BMP insieme a due JPEGs e una GIF. I JPEGs e la GIF sono stati compressi dalla BMP. Il rapporto di compressione è 4:1 per GIF, 4:1 per JPEG più piccolo e 8:3 per JPEG più grande. Si noti che la GIF mantiene i limiti taglienti lungo le linee, ma i JPEGs tendono a sfuochere i limiti.

JPEG è uno schema di compressione, non un formato di file. Jpeg File Interchange Format (JFIF) è un formato di file comunemente usato per archiviare e trasferire immagini compresse in base allo schema JPEG. I file JFIF visualizzati dai Web browser usano l'estensione .jpg.

File immagine scambiabile (Exif)

Exif è un formato di file usato per le fotografie acquisite dalle fotocamere digitali. Un file Exif contiene un'immagine compressa in base alla specifica JPEG. Un file Exif contiene anche informazioni sulla fotografia (data presa, velocità dell'otturatore, tempo di esposizione e così via) e informazioni sulla fotocamera (produttore, modello e così via).

Portable Network Graphics (PNG)

Il formato PNG mantiene molti dei vantaggi del formato GIF, ma offre anche funzionalità oltre a quelle di GIF. Come i file GIF, i file PNG vengono compressi senza perdita di informazioni. I file PNG possono archiviare i colori con 8, 24 o 48 bit per pixel e scale di grigio con 1, 2, 4, 8 o 16 bit per pixel. Al contrario, i file GIF possono usare solo 1, 2, 4 o 8 bit per pixel. Un file PNG può anche archiviare un valore alfa per ogni pixel, che specifica il grado in cui il colore di tale pixel viene unito al colore di sfondo.

PNG migliora la gif nella sua capacità di visualizzare progressivamente un'immagine; ovvero, per visualizzare approssimazioni migliori e migliori dell'immagine man mano che arriva tramite una connessione di rete. I file PNG possono contenere informazioni di correzione gamma e correzione dei colori in modo che le immagini possano essere eseguite in modo accurato su un'ampia gamma di dispositivi di visualizzazione.

Formato file immagine tag (TIFF)

TIFF è un formato flessibile ed estendibile supportato da un'ampia gamma di piattaforme e applicazioni di elaborazione delle immagini. I file TIFF possono archiviare immagini con un numero arbitrario di bit per pixel e possono usare un'ampia gamma di algoritmi di compressione. È possibile archiviare diverse immagini in un singolo file TIFF a più pagine. Le informazioni correlate all'immagine (scanner make, host computer, tipo di compressione, orientamento, campioni per pixel e così via) possono essere archiviate nel file e disposte tramite l'uso di tag. Il formato TIFF può essere esteso in base alle esigenze dell'approvazione e dell'aggiunta di nuovi tag.